鉄欠乏性貧血とその迅速な矯正がアカゲザル乳児の血清メタボロームプロファイルに及ぼす影響

Effects of Iron Deficiency Anemia and Its Rapid Correction on the Serum Metabolomic Profile of Rhesus Infants.

• Brian Sandri
• Gabriele Lubach
• Eric Lock
• Michael Georgieff
• Pamela Kling
• Raghavendra Rao

抄録

目的:

鉄欠乏性貧血（IDA）の非ヒト霊長類モデルにおける筋肉内鉄デキストランを用いた鉄欠乏の迅速な修正が血清メタボローム変化を正常化するかどうかを調べること。

Objectives: To determine whether rapid correction of iron deficiency using intramuscular iron dextran normalizes serum metabolomic changes in a nonhuman primate model of iron deficiency anemia (IDA).

方法:

生後6ヶ月の天然鉄欠乏症（IS；＝10）およびIDA（＝12）の雄および雌のアカゲザルの乳児()から血液を採取した。IDAの乳児には、デキストラン鉄を10mg/週に1回、4～8週間、筋肉内注射した。鉄の状態は治療後に血液学的測定を用いて再評価し、血清は同定と定量のための等塩基性標準物質を用いてHPLC/MSを用いて代謝的にプロファイリングしました。

Methods: Blood was collected from naturally iron-sufficient (IS;  = 10) and IDA ( = 12) male and female infant rhesus monkeys () at 6 months of age. IDA infants were treated with intramuscular injections of iron dextran, 10 mg/weekly for 4-8 weeks. Iron status was reevaluated following treatment using hematological measurements and sera were metabolically profiled using HPLC/MS with isobaric standards for identification and quantification.

結果:

早期の鉄欠乏性貧血は、エネルギー産生、電子輸送、毒素の酸化的分解を含む多くの細胞代謝プロセスに悪影響を及ぼす。食事療法によるゆっくりとした鉄の補充は、血液学的な観点から鉄欠乏症のサルを回復させるが、血清メタボロームプロファイルは、生涯鉄分を十分に摂取していたサルとは異なったままであった。鉄デキストランの筋肉内注射による迅速な鉄の回復が血清メタボロームプロファイルを正常化するかどうかは不明である。合計 654 の代謝物を測定したところ、6 ヵ月後の IS サルと IDA サルの間で 53 の代謝物に差が認められました（0.05）。経路解析の結果、IDA の乳児における肝機能の変化、代謝低下状態、必須脂肪酸産生量の差、イノシンおよびグアニシン代謝の不規則性、非定型胆汁酸産生の証拠が得られた。治療後、鉄関連の血液学的パラメータは回復したが、旧 IDA 乳児は IS 乳児と代謝学的に異なるままであり、225 種類の代謝産物がグループ間で異なって発現していた。

Results: Early-life iron deficiency anemia negatively affects many cellular metabolic processes, including energy production, electron transport, and oxidative degradation of toxins. Slow iron repletion with dietary supplementation restores iron deficient monkeys from a hematological perspective, but the serum metabolomic profile remains differed from monkeys that had been iron sufficient their entire life. Whether rapid iron restoration through intramuscular injections of iron dextran normalizes serum metabolomic profile is not known. A total of 654 metabolites were measured with differences in 53 metabolites identified between IS and IDA monkeys at 6 months ( 0.05). Pathway analyses provided evidence of altered liver function, hypometabolic state, differential essential fatty acid production, irregular inosine and guanosine metabolism, and atypical bile acid production in IDA infants. After treatment, iron-related hematological parameters had recovered, but the formerly IDA infants remained metabolically distinct from the IS infants, with 225 metabolites differentially expressed between the groups.

結論:

遅い鉄の再補充と同様に、急速な鉄の再補充では IDA を持つアカゲザル乳児の血清メタボロームプロファイルの変化は正常化されず、貧血前の段階での鉄の補充の必要性を示唆しています。

Conclusions: As with slow iron repletion, rapid iron repletion does not normalize the altered serum metabolomic profile in rhesus infants with IDA, suggesting the need for iron supplementation in the pre-anemic stage.

資金源:

国立衛生研究所。

Funding Sources: National Institutes of Health.

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